光学照明系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种光学照明系统，尤其涉及一种高均匀度光学照明系统。
【背景技术】
[0002] 现有技术中一般使用微透镜阵列与透镜结合所形成的光学照明系统实现均匀照 明。现有的微透镜阵列一般是通过标准微光刻技术形成，然而，该标准微光刻技术较为复杂 且加工成本较高，另外，通过微透镜阵列与透镜结合所形成的光学照明系统体积较大、结构 复杂，不利于该光学照明系统在微小的照明及成像系统中应用。
【发明内容】
[0003] 综上所述，确有必要提供一种高均匀、结构简单且成本低廉的光学照明系统。
[0004] 一种光学照明系统，包括：一光源，用于输出一平行光束或一发散角小于等于 +10°且大于等于-10°的准平行光束；一第一透镜组，所述第一透镜组设置在所述光束的 出射光路上，用于使所述光束的孔径角达到27度；一积分棒，设置在所述第一透镜组远离 光源一侧的主光轴上，用于使所述光束均匀化及并实现光束的整形；以及一第二透镜组，设 置在所述积分棒远离所述第一透镜组一侧的主光轴上且与所述积分棒贴合设置，用于放大 所述光束的照明视场面积并同时使所述光束的孔径角达到3度。
[0005] -种光学照明系统，包括：一光源，用于输出一平行光束或一发散角小于等于 +10°且大于等于-10°的准平行光束；一第一透镜组，所述第一透镜组设置在所述光束的 出射光路上，用于改变所述光束的孔径角大小；一积分棒，设置在所述第一透镜组远离光源 一侧的主光轴上，用于使所述光束均匀化及并实现光束的整形；以及一第二透镜组，设置在 所述积分棒远离所述第一透镜组一侧的主光轴上且与所述积分棒贴合设置，用于放大所述 光束的照明视场面积并同时缩小所述光束的孔径角。
[0006] 本发明提供的光学照明系统通过所述第一透镜组、所述积分棒以及所述第二透镜 组的组合，可以获得高均匀度的照明，另外，该光学照明系统还具有结构简单且成本低廉等 特点。
【附图说明】
[0007] 图1为本发明实施例提供的光学照明系统的结构以及光路示意图。
[0008] 图2为本发明实施例提供的光学照明系统中通过软件模拟所获得的一个的正方 形光斑。
[0009] 图3为本发明实施例提供的光学照明系统中通过软件模拟所获得的一个的正方 形光斑的照度图。
[0010] 主要元件符号说明
【主权项】
1. 一种光学照明系统，其特征在于，包括： 一光源，用于输出一平行光束或一发散角小于等于+10°且大于等于-10°的准平行 光束； 一第一透镜组，所述第一透镜组设置在所述光束的出射光路上，用于使所述光束的孔 径角达到27度； 一积分棒，设置在所述第一透镜组远离光源一侧的主光轴上，用于使所述光束均匀化 及并实现光束的整形；以及 一第二透镜组，设置在所述积分棒远离所述第一透镜组一侧的主光轴上且与所述积分 棒贴合设置，用于放大所述光束的照明视场面积并同时使所述光束的孔径角达到3度。
2. 如权利要求1所述的光学照明系统，其特征在于，所述第一透镜组包括一第一凸透 镜以及一第二凸透镜；所述第二凸透镜设置在所述第一凸透镜远离所述光源的一侧；且所 述第二凸透镜远离所述第一凸透镜的一侧具有一焦点。
3. 如权利要求2所述的光学照明系统，其特征在于，所述第一凸透镜的材料为BK7， 且所述第一凸透镜的入光面的曲率半径为35mm，所述第一凸透镜的出光面的曲率半径为 158mm，且该第一凸透镜的中心厚度为7mm ;所述第二凸透镜的材料为ZF2,且所述第二凸透 镜的入光面的曲率半径为15. 65mm，所述第二凸透镜的出光面的曲率半径为29. 5mm，且该 第二凸透镜的中心厚度为5_ ;所述第一凸透镜到所述第二凸透镜的间距为2_。
4. 如权利要求2所述的光学照明系统，其特征在于，所述积分棒包括相对设置的一入 光口以及一出光口，所述入光口设置于所述第二凸透镜的主光轴上的焦点附近。
5. 如权利要求4所述的光学照明系统，其特征在于，所述入光口到所述焦点的距离为 5_8mm〇
6. 如权利要求1所述的光学照明系统，其特征在于，所述积分棒沿垂直于其长度方向 的横截面的形状为正方形，长方形或圆形。
7. 如权利要求6所述的光学照明系统，其特征在于，所述积分棒且沿垂直于其长度方 向的横截面的形状为正方形，该正方形的内径为8mmX8mm，该正方形的外径为9mmX9mm。
8. 如权利要求1所述的光学照明系统，其特征在于，所述第二透镜组沿远离所述积分 棒的方向依次设置有一第三凸透镜、一第四凸透镜以及一第五凸透镜。
9. 如权利要求8所述的光学照明系统，其特征在于，所述第三凸透镜162的材料为 H-ZK7,该第三凸透镜的入光面的曲率半径为28. 84mm，所述第三凸透镜的出光面的曲率半 径为12. 27mm，该第三凸透镜的中心厚度为15mm，且该第三凸透镜与所述积分棒贴合设置； 所述第四凸透镜的材料为H-K9L，该第四凸透镜的入光面的曲率半径为38. 46_，该第四凸 透镜的出光面的曲率半径为28. 16mm，该第四凸透镜的中心厚度为10mm，且该第四凸透镜 到所述第三凸透镜的距离为〇. Imm ;所述第五凸透镜的材料为ZF2,且所述第五凸透镜的入 光面的曲率半径为92. 2mm，所述第五凸透镜的出光面的曲率半径为66. 44mm，且所述第五 凸透镜的中心厚度为5mm，所述第五凸透镜以及所述第四凸透镜的间距为50mm。
10. 如权利要求9所述的光学照明系统，其特征在于，所述光学照明系统进一步包括一 光阑，所述光阑设置于所述第三凸透镜以及第四凸透镜之间，所述光阑用于将多余的光束 挡掉，从而改善光束质量并改变光束的照明视场面积。
11. 如权利要求1所述的光学照明系统，其特征在于，所述光学照明系统进一步包括偏 振片。
12. 如权利要求1所述的光学照明系统，其特征在于，所述光学照明系统进一步包括接 收面用于接收所述光束，所述接收面设置于所述第二透镜组远离所述积分棒的一侧。
13. -种光学照明系统，其特征在于，包括： 一光源，用于输出一平行光束或一发散角小于等于+10°且大于等于-10°的准平行 光束； 一第一透镜组，所述第一透镜组设置在所述光束的出射光路上，用于改变所述光束的 孔径角大小； 一积分棒，设置在所述第一透镜组远离光源一侧的主光轴上，用于使所述光束均匀化 及并实现光束的整形；以及 一第二透镜组，设置在所述积分棒远离所述第一透镜组一侧的主光轴上且与所述积分 棒贴合设置，用于放大所述光束的照明视场面积并同时缩小所述光束的孔径角。
【专利摘要】本发明涉及一种光学照明系统，包括一光源，用于输出一平行光束或一发散角小于等于+10°且大于等于-10°的准平行光束；一第一透镜组，所述第一透镜组设置在所述光束的出射光路上，用于使所述光束的孔径角达到27度；一积分棒，设置在所述第一透镜组远离光源一侧的主光轴上，用于使所述光束均匀化及并实现光束的整形；以及一第二透镜组，设置在所述积分棒远离所述第一透镜组一侧的主光轴上且与所述积分棒贴合设置，用于放大所述光束的照明视场面积并同时使所述光束的孔径角达到3度。
【IPC分类】G02B27-09
【公开号】CN104635342
【申请号】CN201310564545
【发明人】朱钧, 潘璇, 金国藩, 范守善
【申请人】清华大学, 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司
【公开日】2015年5月20日
【申请日】2013年11月14日
【公告号】US20150131258